Рассмотрение опорно-двигательного аппарата на основе программного продукта opensim Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №12-1/2016 ISSN 2410-700Х_

Для заданных значений: Л?лиг = 2 • 1018(см_3) и NKp = 6 • 1015(см_3).

После определения параметров, необходимо по уравнению Бартона - Слихтера вычислить величину K эффективного коэффициента распределения примеси по заданным параметрам скорости роста кристалла и способу перемешивания расплава. Для расчета нужно перевести величину размерности vKp из (2,5 мм/мин) в

(0,004 с/см) и подставить имеющиеся значения в уравнение:

/- = к° =_3'7'10"2_=1 (1)

Эф fc0+(l+fc0)exp[-^-] 3,7-10_2+(1+3,7-10_2)ехр[—280] V '

После проведения расчета следует определить подвижности носителей заряда тлиг и ткр (для лигатуры и кристалла) по следующим формулам:

=—"— =-г^—-т=3125 (2)

еМлрл 1,6-10"19-2 • 1018-1-10"3 v '

^кр = —"— =-ттт-— = 347 (3)

Далее нужно вычислить массу лигатуры по формуле:

71

_ УлРдМр _ 3125-1-10 -5000 _ ir( ) /4) "ЛИГ _ ^крРкр^эф _ 347-3-1 _ (Г)' ( '

Для проверки правильности расчета, нужно проверить ответ, воспользовавшись другой формулой:

т = = 6-10^-5000 = 15 (г) (5)

лиг ^эф 2 • 15 (г). (5)

В результате выполнения этой работы был произведен расчет выращивания подложки на основе р — GaAs для фотоэлектрических преобразователей. По исходному варианту задания была вычислена масса лигатуры: тлиг = 15 (г). Определен тип проводимости легированного монокристалла - р и определена концентрация лигатуры: Л?лиг = 2 • 1018(см_3) и кристала: NKp = 6 • 1015(см_3). Рассчитана подвижность носителей заряда лигатуры: = 3125 и кристалла: = 347 и по уравнению Бартона - Слихтера была вычислена величина K эффективного коэффициента распределения примеси: кэф = 1.

Список используемой литературы:

1. Мирющенко Н.И., Константинов И.С. Перспектива развития возобновляемых источников энергии и их роль в современной энергетике//Проблемы, перспективы и направления инновационного развития науки. -2016. - Т.2 - С.10-14.

© Мирющенко Н.И., Проскуряков А.В., 2016

УДК 004

Черкасов Кирилл Владимирович

студент группы ФИПИб-13 МГТУ им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, РФ

E-mail: kir.cherkasoff@gmail.com Чернов Виктор Викторович студент группы ФИПИб-13 МГТУ им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, РФ

E-mail: chaakdee@gmail.com Чистякова Наталья Сергеевна студент группы ФИПИб-13 МГТУ им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, РФ

E-mail: tsepesh.n@yandex.ru

РАССМОТРЕНИЕ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА НА ОСНОВЕ ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА OPENSIM

В современном обществе все больше областей жизни окружают информационные технологии. С

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №12-1/2016 ISSN 2410-700Х_

каждым годом больше внимания акцентируется на оздоровлении и улучшении человеческих тел, на автоматизации производства и развитии робототехники. Данная программа наглядно показывает биомеханику движений человеческого тела, что актуально как для медицины, так и для антропоморфной робототехники.

OpenSim является открытым исходным кодом для биомеханического моделирования и анализа. Его цель состоит в том, чтобы обеспечить свободные и широко доступные инструменты для проведения исследований биомеханики и управления двигателем науки. OpenSim обеспечивает широкий спектр исследований, включая анализ динамики ходьбы, изучение спортивной деятельности, моделирования хирургических процедур, анализ совместных нагрузок, разработка медицинских приборов, а также анимации движения человека и животных. Программное обеспечение выполняет обратную динамику анализа и моделирования динамики вперед. OpenSim используется в сотни биомеханических лабораторий по всему миру для изучения движения и имеет сообщества разработчиков программного обеспечения, которые дополняют функционал программы. Реализовано все это на физическом движке SimBody.

OpenSim является одним из ведущих приложений от SimbioS, в NIH Центра биомедицинской вычислениям в Стэнфордском университете. Основанном в 2004 году SimbioS. OpenSim был разработан, чтобы продвинуть исследование биомеханики, обеспечивая общую основу для расследования и транспортное средство для обмена сложных опорно - двигательного аппарата модели.

Модели ОДА (Опорно-Двигательный Аппарат) позволяют изучать нервно-мышечную координацию, анализировать спортивные результаты, и оценить костно-мышечные нагрузки. OpenSim - открытый ресурс, позволяющий пользователю развивать, анализировать и визуализировать модели мускульно-скелетной системы и генерировать динамические симуляции движений. В OpenSim мускульно-скелетная модель состоит из системы твердых тел, соединенных между собой суставами. Мышцы покрывают эти суставы и генерируют силы и движения. Единожды создав мускульно-скелетную модель, OpenSim позволяет пользователю изучать эффекты геометрии движений мускул и костей, кинематики суставов и мускульно-сухожильных свойств на силах и суставных моментах, которые эти мышцы собственно и создают. Цель OpenSim обеспечивать платформу, позволяющую биомеханикам создавать, делиться и расширять библиотеку моделей и инструментов динамической симуляции. Например, с помощью данного программного обеспечения в опорно-двигательной системе можно наглядно рассмотреть, как момент руки зависит от конфигурации конечности.

Костно-мышечная геометрия очень важна для рассмотрения возможностей и функционала мышц, а также в разработке количественных моделей опорно-двигательного аппарата. Мышечные-сухожилие силы зависят от длины мышцы сухожилия, и совместные моменты зависят от обеих мышечных сил сухожилий. Таким образом, точная спецификация костно-мышечной геометрии имеет важное значение в разработке точной модели для прогнозирования мышц-сухожилие сил и моментов суставов.

В перспективе теоретических возможностей можно рассмотреть операционные моменты на мышцах, сухожилиях и костях. А для практики в робототехнике это будет хорошее подспорье в программировании прямоходящего хождения для роботизированной системы, кроме того это поможет создать экзоскелет, позволяющий восстанавливать опорно-двигательный аппарат или усиливать человеческие возможности. Уже снято не мало фильмов, про экзоскелеты увеличивающие силу и скорость человека, благодаря наглядному рассмотрению возможностей человеческого тела это может стать реальным.

Список использованной литературы

1. Open TK // официальный сайт разработчиков библиотек OpenTK [Электронный ресурс] URL: https://simtk.org/proj ects/opensim/

© Черкасов К.В., Чернов В.В., Чистякова Н.С., 2016